Способ изготовления щебенок


 


Владельцы патента RU 2556550:

Лосев Геннадий Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к способу изготовления щебенки для железобетонных зубатых шпал. Технический результат изобретения - повышение усилия сдвига шпал в балластной призме, исключение возникновения выброса при действии экстремальных температур и отклонение от норм содержания верхнего строения железнодорожного пути. Горную породу нагревают до температуры плавления и проводят литье расплава в формы с получением щебня определенного размера.

 

Изобретение относится к изготовлению щебенок преимущественно для железобетонных зубатых шпал, применяемых в верхнем строении железнодорожного бесстыкового пути, требующего для обеспечения устойчивости и высоких скоростей движения применения рельсовых опор с увеличенным усилием сдвига.

Общеизвестна железобетонная шпала, представляющие собой балку переменного трапецеидального сечения (см. «Общий курс железных дорог», стр.56, под ред. Ю.И. Ефименко. - М., 2005 г.). Недостатком этих шпал является низкий коэффициент сцепления µж с балластом железнодорожного пути. Он составляет µж=1,2 и меньше, чем у деревянных, в 3,3…4,2 раза (см. «Новые путевые машины» под редакцией Ю.П. Сырейщикова, стр.192).

Это приводит к снижению скорости движения и слабой устойчивости железнодорожного пути, опирающегося на бетонные шпалы. Поэтому возможны выбросы рельсов в боковом направлении, возникновение нештатных и аварийных ситуаций. Известны также железобетонные рельсовые опоры по патенту RU 2 422 575 С1. В подошву этих шпал закреплены путем вбетонирования зерна щебня. Благодаря значительному увеличению коэффициента сцепления с балластной призмой данная конструкция обеспечивает гарантированную устойчивость пути. Шпала становится «зубатой». Усилие ее сдвига в щебеночном балласте верхнего строения пути увеличивается в 3…10 раз, потому что к трению по подошве рельсовой опоры добавляется сила прорезания зубъями верхнего слоя балластной призмы, уплотненного поездной нагрузкой до прочности асфальта.

Для изготовления «зубатой» шпалы требуются щебенки определенных размеров и формы. Целесообразно их получение преимущественно в виде заостренных цилиндрических или конических каменных зерен одинакового размера. Ориентировочная длина 50-100 мм, диаметр средней части 20-50 мм. Отклонения щебенок по размерам не позволяют механизировать процесс их установки в вертикальном положении с заданным зазором друг от друга при вбетонировании в подошву шпалы.

Известен способ изготовления щебенок измельчением обломков горных пород путем механического раскалывания, дробления каменных глыб в щековых, роторных и конических дробилках. После этого происходит процесс сортировки щебня по фракциям. Но значительные отступления от цилиндричности, отклонения по длине и максимальному диаметру не позволяют получить зерна одинаковых размеров. Это обстоятельство исключает возможность механизировать процесс вбетонирования щебенок в подошву шпалы с целью значительного увеличения ее усилия сдвига в верхнем слое балластной призмы железнодорожного пути.

Целью изобретения является получение зерна щебня, то есть щебенки, заданного определенного размера и формы. Это позволит механизировать и автоматизировать процесс вбетонирования щебенок в подошву шпалы.

Указанная цель достигается тем, что их получают путем нагрева крупных кусков камня до температуры плавления с последующей разливкой расплава в литейные формы, которые обеспечивают получение зерен щебня определенных размеров. В изобретении применен способ каменного литья. Он использован для изготовления отдельных одиночных щебенок, то есть для зерен щебня, путем заливки расплавом многочисленных литейных гнезд Внутренние размеры оболочек этих литейных форм одинаковы с наружными размерами зерен щебня.

Изготовление зерен щебня определенного заданного размера и заданной формы происходит, например, следующим образом. Кусок твердой горной породы, например базальт, диабаз, гранит, нагревают в газовой печи до расплавленного состояния. Затем пришедший в жидкое состояние камень выливают в литейные формы с нужными заданными строго определенными размерами. После остывания и затвердевания готовые зерна щебня, имеющие одинаковые размеры и конфигурацию, вынимают из разливочных гнезд и используют в производстве зубатых шпал.

Другой вариант изготовления щебенок для зубатых шпал происходит следующим образом. Заготовку из камня нагревают до пластичного состояния. После этого штамповкой (объемной или листовой) получают зерна щебня строго заданной формы и размеров.

Третий вариант заключается в выдавливании нагретого до текучего состояния камня через отверстие заданной формы с разрезкой выходящей пластичной заготовки на зерна щебня заданной длины.

Изобретение позволяет эффективное его использование не только при производстве новых, с повышенным усилием сдвига, шпал, зубья которых получены вбетонированием зерен щебня в их подошву в конце цикла, на финише изготовления, но, и это особенно важно, для модернизации демонтированных, бывших в эксплуатации.

Известно, что срок службы железобетонных рельсовых опор составляет 40-50 лет. Капитальный ремонт шпальной решетки производят через 18-25 лет. При этом одновременно с заменой рельсов приходится заменять и шпалы, которые выработали свой ресурс всего на 50%, но имеют трещины в подошве подрельсовой зоны. Изобретение позволяет модернизировать демонтированные при капитальном ремонте пути шпалы с целью придания им повышенной устойчивости за счет увеличения усилия сдвига в балласте в 3-5 раз и «залечивания» имеющихся дефектов в виде мелких трещин. Доработка заключается в вбетонировании в средней части подошвы зерен щебня и создании зубатых выступов в подрельсовой зоне опор железнодорожного пути, заделке трещин. Эти изменения конструкции шпалы позволяют увеличить ее устойчивость в щебне в несколько раз. Кроме того, зубатый выступ в подрельсовой зоне становится своеобразной опорой шпалы на балласт и выполняет функцию, аналогичную функции фундаментной сваи. Благодаря этому исчезают имевшиеся в стандартных конструкциях изгибные усилия по подошве, которые и приводили к возникновению трещин. Подрельсовая зона шпалы начинает работать только на сжатие, растягивающие напряжения в бетоне исчезают и поэтому появление новых дефектов рельсовой опоры исключается.

Предлагаемая конструкция обеспечивает эффективное противодействию сжимающим температурным силам в рельсах повышение скорости движения поездов, исключает возможность выброса и угона пути, повторное использовать прошедших доработку старогодных шпал не только на малодеятельных, но и на главных железнодорожных магистралях.

Применение изобретения позволяет не только изготовлять высокоэффективные железобетонные шпалы для бесстыкового пути, но и модернизировать демонтированные с приданием рельсовым опорам значительного увеличения их усилия сдвига в балластной призме, исключающего возникновение выброса при действии экстремальных температур и отклонение от норм содержания верхнего строения железнодорожного пути.

Способ изготовления щебенок железобетонных зубатых шпал из обломков горных пород, отличающийся тем, что их получают путем нагрева крупных кусков камня до температуры плавления с последующей разливкой расплава в литейные формы, которые обеспечивают получение зерен щебня определенных размеров.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству камнелитых изделий и может быть использовано для защиты металлических конструкций и агрегатов в условиях повышенных температур на предприятиях металлургической, химической, горно-обогатительной, энергетической и других областях промышленности.

Изобретение относится к выбору минералогического состава термостойкого каменного литья для работы в условиях повышенных температур 250-900°С, которое может быть использовано на предприятиях металлургической, химической, горно-обогатительной, энергетической и других областях промышленности.

Изобретение относится к искусственным плавленым силикатным керамическим материалам, в частности к составам каменного литья, и предназначено для изготовления пулезащитных броневых пластин (плит) бронежилетов.
Изобретение относится к получению искусственных камней и минералов. .
Изобретение относится к технологии силикатов, в частности к составам каменного литья, изделия из которого могут использоваться в строительстве. .
Изобретение относится к составам каменного литья, изделия из которого могут использоваться в строительстве. .
Изобретение относится к технологии силикатов, в частности к составам каменного литья, изделия из которого могут использоваться в условиях воздействия высоких температур.
Изобретение относится к технологии силикатов, в частности к составу каменного литья. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления блоков, панелей, кирпича. .
Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к составам каменного литья, используемого в строительстве. .

Группа изобретений относится к устройству для формования свежего неотвержденного бетонного продукта и к оборудованию, содержащему такое устройство. Более конкретно изобретение относится к устройству и оборудованию для получения прорезей и отверстий в свежем бетонном продукте, изготавливаемом методом литья в скользящей опалубке.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к технологии изготовления фасадных бетонных изделий. .

Изобретение относится к способам изготовления строительных растворов, а именно пенобетонов неавтоклавного естественного твердения и способам изготовления монолитных конструкций зданий и сооружений.

Изобретение относится к области камнеобрабатывающей промышленности и предназначено для изготовления полых крупногабаритных и длинномерных заготовок типа гранитных прессовых валов бумагоделательных машин.
Группа изобретений относится к строительству. Технический результат - снижение или исключение захвата воздуха композицией покрытия, снижение или исключение использования целлюлозных загустителей. Текстурная композиция для текстурирования подложки содержит несхватывающийся минерал; сверхвпитывающий полимер, который может поглощать по меньшей мере примерно в 50 раз больше собственной массы и имеет размер частиц примерно 250 микрон или менее; воду, при этом указанная текстурная композиция по существу не содержит вяжущего материала схватывающегося типа, причем композиция затвердевает при высушивании, и при этом указанная текстурная композиция имеет вязкость примерно от 150 примерно до 800 единиц Брабендера. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 пр.
Наверх